（高职）机械基础第二版08 单元3 液压控制回路ppt课件.pptx

机械基础第二版08 单元3 液压控制回路机机 械械 基基 础础模 块 八模 块 八 液 压 传 动液 压 传 动单元三 液压控制回路教学目标一、目标和要求(1) 能够进行液压传动系统的分析与液压控制回路的识读与分析。(2) 具备阅读液压传动系统的基本能力。(3) 了解液压系统在汽车上的应用.二、重点和难点液压回路的识读与分析目录01第一节 方向控制回路02第二节 压力控制回路03第三节 速度控制回路04第四节 顺序动作回路案例导入机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用。机器人的研制和生产已成为高科技技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术。它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有可不断重复工作、能在条件比较恶劣的环境下工作、载重量大、定位精确等特点。因此，机械手受到了许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用，那么它到底是如何来完成工作的呢？机械手目录0101第一节 方向控制回路02第二节 压力控制回路03第三节 速度控制回路04第四节 顺序动作回路方向控制回路方向控制回路利用控制元件（换向阀）的通、断及改变方向，来控制执行元件的启动、停止及换向。1.换向回路当1YA通电，电磁换向阀左位工作，液压缸左腔进油，活塞右移；当活塞杆右移碰到行程开关2ST时，1YA断电，2YA通电，电磁换向阀右位工作，液压缸右腔进油，活塞左移；当活塞杆左移碰到行程开关1ST时，1YA通电，2YA断电，电磁换向阀又回到左位工作，液压缸左腔进油，活塞右移。往复变换电磁换向阀的工作位置，自动改变活塞的移动方向。如果1YA和2YA都断电，电磁换向阀中位工作，液压油直接流回油箱。(1)电磁换向阀组成的换向回路方向控制回路方向控制回路1.换向回路液动换向阀的换向是靠电磁换向阀的换位，通过控制不同的液流方向来实现的。当三位四通电磁换向阀的左侧1YA通电，电磁换向阀的左位工作，控制压力油推动液动换向阀的阀芯右移，液动换向阀的左位进入工作状态，油泵输出的液压油经过液动换向阀的左位进入活塞缸的左腔，推动活塞右移；当1YA断电，2YA通电，三位四通电磁换向阀换成的右位工作，液动换向阀也换向，液压油经过液动换向阀的右位进入活塞缸的右腔，推动活塞左移。(2)液动换向阀组成的换向回路方向控制回路方向控制回路2.锁紧回路在三位四通换向阀与活塞缸之间的进、出油口处，分别安装一个液压单向阀。当换向阀处于中位时，H型的中位机使换向阀的进、出油口直接相通，油液全部流回油箱。由于液压单向阀的反向闭锁，使得活塞缸内的油液被密封在缸内，活塞杆被可靠地锁住；当换向阀处于中左位或右位时，液压单向阀的X 或X 通入压力油，活塞缸内的回油反向通过单向阀口，活塞可向右或向左移动。液压锁紧回路是使液压缸的活塞杆能停留在任意位置，不会在受到外力作用时出现移动的回路。常用液压换向阀具有M型或0型的中位机能，能执行活塞杆的锁紧。目录01第一节 方向控制回路0202第二节 压力控制回路03第三节 速度控制回路04第四节 顺序控制回路压力控制回路压力控制回路是利用控制阀来对系统整体或系统中某一部分局部压力控制和调节满足执行元件对作用力及动作的需要。压力控制回路包括调压、减压、增压、卸荷等多种回路。1.调压回路(1)单级调压回路调节节流阀的开口大小，即可调节进入执行元件的流量，油泵输出多余的流量经过溢流阀溢流回油箱。当溢流阀的调定压力小于液压系统的压力时，溢流阀的阀芯被油液的压力顶开，保持系统压力的基本恒定。每一个液压传动系统的油泵旁都配有这种单级调压回路，以确保液压系统的压力。压力控制回路1.调压回路(1)单级调压回路调节节流阀的开口大小，即可调节进入执行元件的流量，油泵输出多余的流量经过溢流阀溢流回油箱。当溢流阀的调定压力小于液压系统的压力时，溢流阀的阀芯被油液的压力顶开，保持系统压力的基本恒定。每一个液压传动系统的油泵旁都配有这种单级调压回路，以确保液压系统的压力。功能：调定或限制液压系统最高压力压力控制回路1.调压回路(2)多级调压回路二级调压回路如图a所示，泵出口的压力由溢流阀1调定为较高压力；当远程控制二位二通换向阀通电后，调定溢流阀2为较低的压力。压力控制回路1.调压回路(2)多级调压回路三级调压回路如图b所示，二级调压回路所用三位四通换向阀代替二级调压回路中的二位二通换向阀，达到电磁阀左右通电时，分别控制溢流阀2和溢流阀3的启动，实现系统的三级回路调压。压力控制回路2.减压回路(1)单向减压回路溢流阀1调定为系统的较高压力，溢流阀2为定值减压阀，减压阀的出口压力由单向阀来调定。当定值减压阀的出口压力大于单向阀的压力时，油液经过单向阀进入液压缸的左腔，活塞右移，实现单方向的减压。在出现意外时，单向阀3防止活塞左腔的油液回流，保持液压缸的压力稳定。功能：使系统某一支路的压力低于系统的调定的工作压力。压力控制回路2.减压回路(2)二级减压回路二级减压回路是在单向减压回路的基础上，把定值减压阀换成先导式减压阀2，在遥控口接上远程调压阀3。液压泵的最大工作压力溢流阀1调定。由当二通二位换向阀处于右位时，缸4的压力由远程溢流阀3的调定压力来决定；当二通二位换向阀处于图示左位时，缸4的压力由减压阀2的调定压力来决定。阀2的压力必须高于阀3。压力控制回路3.增压回路当液压缸4的活塞杆向左运动遇到较大载荷时，系统压力升高，油液经过顺序阀进入双作用增压缸，增压缸无论向左或向右运动，都能输出高压油。只要换向阀不断往复运动，高压油就能连续经过单向阀7或8进入液压缸4的右腔，单向阀5或6有效地隔开增压器的高低压油路。压力控制回路4.卸荷回路卸荷回路是在执行元件不需保压时，不启停液压泵而达到卸荷的目的。当换向阀处于中位时，液压泵出口直通油箱，泵卸荷，但液压泵可继续工作。(1)换向阀中位机能的卸荷回路压力控制回路4.卸荷回路卸荷回路是在执行元件不需保压时，不启停液压泵而达到卸荷的目的。电磁溢流阀是带遥控口的先导式溢流阀与二位二通电磁阀的组合。当系统执行元件停止运动时，二位二通电磁阀通电，溢流阀阀芯上部弹簧腔内的油液经二位二通电磁阀流回油箱，此时电磁阀全开，油泵输出的油经溢流阀流回油箱，实现油泵的卸荷。(2)溢流阀的卸荷回路目录01第一节 方向控制回路02第二节 压力控制回路0303第三节 速度控制回路04第四节 顺序控制回路速度控制回路速度控制回路用于控制执行元件的运动速度。速度控制回路包括调节执行元件工作行程的调速回路和快速运动回路。1.调速回路液压缸中活塞杆的运动速度 与液压缸内流体的流量q成正比，与液压缸活塞杆的有效面积成反比。活塞杆的有效面积是固定不变的，只要改变输入液压缸中的流量q，就能达到改变运动速度 的目的。调速的方法有三种：节流调速、容积调速和容积节流调速。速度控制回路节流调速回路是将节流阀串联在液压泵与液压缸之间，控制进入液压缸的流量。1.调速回路l进油节流调速回路节流阀串联在液压缸的进油口前，控制进入液压缸的流量(1)节流调速回路l进油节流调速回路的结构简单，调节活塞的运动速度方便，可获得较大的推力，但运动速度较低。适用于功率较小、载荷变化不大的液压系统中。速度控制回路1.调速回路l出油节流调速回路节流阀串联在液压缸的出油口前，控制进入液压缸的流量(1)节流调速回路l出油节流调速回路具有较大的背压，当载荷发生变化时可起缓冲作用，活塞的运动平稳性，比进油节流调速回路要好，但回油容易发热。适用于功率不大、载荷变化较大或运动平稳性要求较高的液压系统中.速度控制回路1.调速回路l旁油节流调速回路节流阀并联在液压缸的进、出油口，调节液压泵溢回油箱的流量(1)节流调速回路l旁油节流调速回路适用于高速、重载、对速度平稳性要求不高的场合。速度控制回路容积调速回路是通过改变液压泵或液压马达的流量，调节执行元件运动速度的回路。1.调速回路常用变量液压泵按液压缸的流量需求直接调节供油量的大小，使液压泵输出的液压油全部进入液压缸或液压马达，无节流和溢流损失。(2)容积调速回路l容积调速回路具有效率高，发热少的特点，但是液压泵的结构复杂，价格较高。适用于大功率的调速系统。速度控制回路容积节流调速是用变量液压泵和节流阀配合的调速回路。1.调速回路调节调速阀节流口的开口大小，改变进入液压缸的流量，从而改变液压缸活塞的运动速度。如果变量泵的流量大于调速阀调定的流量，由于系统中没有设置溢流阀，多余的油液使油液的压力升高，当达到变量泵设定的压力数值后，泵的流量随工作压力的升高而自动减小。(3)容积节流调速回路l容积节流调速回路的变量泵输出流量与通过调速阀的流量相适应，所以效率高，发热少，液压缸的工作速度不受载荷变化的影响，运动较稳定。速度控制回路快速运动回路使执行元件在短时间内得到尽可能大的运动速度。2.快速运动回路常用液压缸的差动连接来获得执行元件的快速运动。如图所示，液压缸的回油口与进油口相通，液压泵输出的压力油同时进入液压缸的左腔和右腔，由于左腔为无杆腔，右腔为有杆腔，左腔的有效面积比右腔的有效面积大，左腔产生的推力大于右腔的推力，导致活塞向右移动。右腔被挤的油液没有流回油箱，与油泵输出的油液合并一起进入液压缸的左腔，相当于在没有增加泵的流量的前提下，增加了供给液压缸的左腔的油液量，使得活塞快速向右运动l快速运动回路的结构简单、经济，但所增加的速度有限。为了使执行元件得到快速的运动，可以安装不同流量的双液压泵，根据流量的需要选择单或双泵供油。目录01第一节 方向控制回路02第二节 压力控制回路03第三节 速度控制回路0404第四节 顺序动作回路顺序动作回路满足液压缸有先、后顺序的动作。常用的顺序动作回路有用行程开关控制的顺序动作回路和用压力控制的顺序动作回路两种。顺序动作回路1.行程开关控制的顺序动作回路用行程开关和电磁阀控制的顺序动作（1） 首先按下开关使电磁铁1YA通电，压力油进入液压缸3的左腔，活塞按箭头1的方向运动。当活塞杆上的挡块压下行程开关6S后，使1YA断电、3YA通电，液压缸3的活塞停止运动。（2） 3YA通电后，压力油进入液压缸4的左腔，活塞按箭头2的方向运动。当活塞杆上的挡块压下行程开关8S后，使3YA断电、4YA通电，液压缸4的活塞停止运动。（3）4YA通电后，压力油进入液压缸4的右腔，活塞按箭头3的方向返回。当活塞杆上的挡块压下行程开关7S后，使4YA断电、2YA通电，液压缸4的活塞停止运动。（4）2YA通电后，压力油进入液压缸3的右腔，活塞按箭头4的方向返回。当活塞杆上的挡块压下行程开关5S后，使2YA断电，活塞停止运动，完成一个工在循环。顺序动作回路2.压力控制的顺序动作回路利用压力继电器控制的顺序动作其动作过程与行程控制顺序动作回路相似，不同的是用压力继电器控制代替行程开关。用压力继电器的优点是可以调整压力继电器的压力大小，使压力从零到设定值之间留有一定的时间差，同时只有在压力达到设定值后，才能触动压力继电器的开关，起到一定的安全保险的作用。为了防止出现误动作，后一行程压力继电器的压力应调整成比前一行程压力继电器的压力高出0.4MPa左右，但都要低于溢流阀的压力0.5MPa左右。S后，使2YA断电，活塞停止运动，完成一个工在循环。典型液压传动系统汽车动力转向液压助力器1.液压动力转向助力器的构成液压动力转向助力器如图所示，该传动路线为汽车方向盘液压动力转向助力器汽车前轴典型液压传动系统汽车动力转向液压助力器2.液压动力转向助力器的工作过程l当方向盘5转动时，方向盘上的蜗杆与扇形蜗轮4的啮合，控制扇形蜗轮4上杠杆的左右摆动，推动阀芯3作左右移动。当方向盘5处在图示位置时，液压油缸进油口P与回油口T被堵塞封闭，缸体2与活塞杆1相对不动，汽车保持直线行驶。l当方向盘5向右转动时，扇形蜗轮4推动阀芯3向右移动，进油口P与出油口A相通，液压油经过进油口P与出油口A进入缸体2的右腔，由于活塞杆1被铰接固定在汽车机架上不动，液压油将推动缸体2向右移动，缸体2通过双摇杆机构拉动前轴向右偏转，直至缸体2与阀芯3达到新的平衡位置。l当方向盘5向左转动时，扇形蜗轮4推动阀芯3向左移动，进油口P与出油口B相通，液压油经过进油口P与出油口B进入缸体2的左腔，由于活塞杆1被铰接固定在汽车机架上不动，液压油将推动缸体2向左移动，缸体2通过双摇杆机构拉动前轴向左偏转，直至缸体2与阀芯3达到新的平衡位置。l不断地转动方向盘5，前轮便不断地向左、右偏转，使汽车在行驶中前进液压双柱汽车举升机1.液压双柱汽车举升机的构成举升机由固定支架和两活动支架组成。液压双柱汽车举升机2.举升机液压传动系统的工作原(1)两活动支架提升手动换向阀7置于左位，开启电动机4，液压泵3输出压力油，靠溢流阀5来调定油压，通过单向阀6，单向调速节流阀8，进入液压缸9的下腔，活塞杆上移，通过链条驱动推举两活动支架上升，液压缸9的上腔油液流回油箱。(2)两活动支架停止不动手动换向阀7置于左位，电动机4停止工作，由于单向阀6及换向阀7左位封闭了回油，两活动支架停止不动；打开举升机制动器，锁住举升机，使举升机处于安全状态。(3)两活动支架下降松开制动器，将换向阀7调成右位，两活动支架靠自身的重力缓慢下降，单向调速节流阀8调整下降的速度大小，油液经过换向阀7流回油箱，两活动支架下降到原位。液压传动系统在自卸车上的应用1.自卸车液压传动系统的组成该液压传动系统由齿轮泵1、四位四通手动换向阀6、溢流阀5和两个液压缸组成。系统应用换向阀控制6的换向回路和卸荷回路、溢流阀5控制的限压回路、两油缸组成的同步工作回路，完成货箱的空位、举升、中停、下降等四个动作。液压传动系统在自卸车上的应用2.自卸车液压传动系统的工作原理(1)空位把手动换向阀6置于最右位的中位机能H型，油泵产生的油液全部流回油箱。货箱处于未举起的水平空位状态。(2)举升把手动换向阀6置于最左位，进、出油路线为：进油路线：滤油器2油泵1手动换向阀6最左位液压缸7下腔。出油路线：液压缸7上腔手动换向阀6最左位滤油器2油箱。(3)中停把手动换向阀6置于左二位的中位机能M型，进油口与出油口相通，油泵处于卸荷状态。油缸中油液被封闭锁住，货箱停止在任何位。(4)下降把手动换向阀6置于左三位。进油路线：滤油器2油泵1手动换向阀6左三位液压缸7上腔。出油路线：液压缸7下腔手动换向阀6左三位滤油器2油箱。活塞缸逐节下降，货箱降到原位，把手动换向阀6移至最右位。单元小结1.基本回路分为压力控制回路、方向控制回路、速度控制回路。熟悉各种控制回路的工作原理及其功用。2.液压系统在生活生产中得到了广泛应用，对于液压系统进行分析一般遵循以下步骤(1)了解机械的功用及对液压系统的要求(2)初步全览整个系统图，并按执行元件将系统分解为若干子系统(3)按照执行元件的工作循环，分析每个执行元件动作的进油路线、回油路线(4)综合分析整个系统和元件。